Почти все электронные продукты должны использовать операционный усилитель, операционный усилитель (называемый операционным усилителем), его полное английское название — Operation Amplifier, сокращенно OPAM, который представляет собой усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления со связью по постоянному току, входом дифференциального режима и обычно одиночным. -законченный вывод. Сегодня мы дадим вам некоторые базовые знания об эксплуатации.

Просматривая все книги и курсы по аналоговой электронной технике, при знакомстве со схемой операционного усилителя вы видите не что иное, как сначала определение схемы. Например, это неинвертирующий усилитель, затем выводится соотношение между его выходом и входом, а затем получается Vo=(1+Rf)Vi, что является инвертирующим усилителем, а затем получается VO = 0-RF * VI. Наконец, у студентов часто создается впечатление, что достаточно запомнить формулу! Если мы немного изменим схему, они не найдут дорогу на север! Я провел собеседование как минимум со 100 кандидатами на специальность по электронике с высшим образованием или выше. В результате я прекрасно могу проанализировать приведенную мной схему операционного усилителя. Кандидатов не более 10! Вполне возможно, что получили образование и другие специальности.

       Сегодня я научу вас двум непобедимым трюкам. Эти два приема четко прописаны во всех учебных материалах по схемам операционных усилителей, а именно «виртуальное замыкание» и «виртуальный обрыв». Однако, если вы хотите блестяще их использовать, у вас должен быть глубокий фундамент.

Как показано на рисунке 1, неинвертирующая клемма операционного усилителя заземлена = 0 В, а инвертирующая клемма и неинвертирующая клемма короткие, поэтому она также равна 0 В. Входное сопротивление инвертирующей входной клеммы очень велико, и ток впрыска или оттока практически отсутствует. Тогда R1 и R2 эквивалентны последовательному соединению, и ток, протекающий через каждый компонент последовательной цепи, одинаков, то есть ток, протекающий через R1 и R2, одинаков. Ток i1, протекающий через R1 = (VI-V-)/R1 ... A ток I2, протекающий через R2 = (V-VOUT)/R2 ... BV-= V+= 0 ... Ci1 = I2 .. . D Vout = (-R2/R1)*Vi получается путем решения приведенного выше алгебраического уравнения для младших школьников. Это соотношение входов и выходов легендарного реверсивного усилителя.

На рисунке 2 Vi и V- являются воображаемыми короткими, поэтому Vi = V- a является мнимым. На обратной входной клемме нет входного и выходного тока, а ток через R1 и R2 равен. Пусть этот ток равен I, что получается по закону Ома: I = Vвых/(R1+R2) b ViРавен делению напряжения на R2, т.е. Vi = I*R2 ……c Vout=Vi*(R1+R2)/R2 получается по формуле abc. Это формула легендарного неинвертирующего усилителя.

На рисунке 3 из мнимого короткого известно: V- = V+ = 0 ……а известно из мнимого разрыва и закона Кирхгофа, а сумма токов через R2 и R1 равна току через R3, поэтому (V1– V-)/R1+(V2–V-)/R2 = (V–VOUT)/R3 …… B заменяется в Формулу A, и Формула B становится

Пожалуйста, посмотрите на рисунок 4. Из-за виртуального разрыва ток через неинвертирующий вывод операционного усилителя не протекает, поэтому токи, протекающие через R1 и R2, равны, и, аналогично, токи, протекающие через R4 и R3, равны. Следовательно, (v1–v+)/R1 = (v+-v2)/R2 … A (vout–v-)/R3 = v-/R4 … B известно из воображаемого короткого: v+= v-… C Если R1= R2 и R3=R4, тогда V+= (v1

На рис. 5 показано, что ток через R1 равен току через R2, и аналогично ток через R4 равен току через R3, поэтому имеются (V2–V+)/R1 = V+/R2 … A (V1 –V-)/R4 = (V-VOUT)/R3 … B Если R1=R2, то V+= V2/2. Тогда v-= (vout+v1)/2 ... d известно из воображаемого короткого v+= v-... e, поэтому Vout=V2-V1. Это легендарный вычитатель.

В схеме, показанной на рисунке 6, напряжение на обратной входной клемме равно напряжению на клемме того же направления, а ток через R1 равен току через C1. Ток I через R1 = v1/R1 и ток I через C1 = c * duc/dt = -c * dvout/dt, поэтому выходное напряжение Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt равно пропорциональна интегрированию входного напряжения во времени. Это легендарная схема интегрирования. Если V1 — постоянное напряжение U, приведенная выше формула преобразуется в Vout = -U*t/(R1*C1) t — время, а выходное напряжение Vout представляет собой прямую линию от 0 до отрицательного напряжения источника питания.

На рисунке 7 ток через конденсатор С1 и резистор R2 равен, а напряжение на том же выводе и обратном выводе операционного усилителя равно. Тогда: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt Это дифференциальная схема. Если V1 представляет собой внезапно добавленное напряжение постоянного тока, выходной сигнал Vout соответствует импульсу с направлением, противоположным V1.

На рисунке 8 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b известен по мнимому разлому. Если ток через вход операционного усилителя не протекает, R1, R2 и R3 можно рассматривать как последовательное соединение, и ток через каждый резистор одинаков. Ток I = (VX-VY)/R2...C равен: VO1-VO2 = I * (R1+R2+R3) = (VX-VY) (R1+R2+R3)/R2 ... D равен известно по мнимому замыканию, и ток, текущий через R6, равен току, текущему через R7. Если R6=R7, VW = Тогда vout–vu = vu–vo1, поэтому vu = (vout+vo1)/2… f известен как мнимая короткая, Vu = Vw ……g — это vout = VO2–vo1 из efg… h — это vout = (Vy -Vx ) (R1+R2+R3)/R2 dh в приведенной выше формуле (R1+) Эта схема представляет собой легендарную схему дифференциального усилителя.

Проанализируйте схему, которой каждый подвергается большему воздействию. Многие контроллеры принимают ток 0–20 мА или 4–20 мА от различных испытательных приборов. Схема преобразует этот ток в напряжение, а затем отправляет его в АЦП для преобразования в цифровой сигнал. На рисунке 9 представлена ​​такая типичная схема. Как показано на рисунке 4, ток 20 мА протекает через выборочный резистор R100 сопротивлением 1 Ом, и на R0.4 будет генерироваться разность напряжений 2–1 В. Известно из предположения, что если ток через вход операционного усилителя не течет, то токи, протекающие через R3 и R5, равны, а токи, протекающие через R2 и R4, равны. Следовательно: (V2-VY)/R3 = VY/R5 … A (V1-VX)/R2 = (VX-VOUT)/R4 … B: Vx = Vy ……c Ток изменяется от 0 до 20 мА, Тогда v1 = v2+(0.4~2)...d получается подстановкой формулы cd в формулу B (v2+(0.4~2)-vy)/R2 = (vy-vout)/R4...e Если R3=R2 и R4=R5, то Vout =-(0.4~2) получается ЭА. Формула f Vout = -(0.88~4.4)В, то есть ток 4~20мА преобразуется в напряжение -0.88~-4.4В, которое можно отправить на АЦП для обработки.

Ток можно преобразовать в напряжение, а напряжение также можно преобразовать в ток. На рисунке 10 представлена ​​такая схема. Отрицательная обратная связь на рисунке не подается обратно через резистор напрямую, а эмиттерный переход транзистора Q1 включен последовательно. Не думайте, что это компаратор. Пока это схема усилителя, закон виртуального короткого замыкания и виртуального разрыва остается в силе!

Из предположения, что ток через вход операционного усилителя не течет, известно.,

Тогда (VI–v1)/R2 = (v1–v4)/R6 … a
Аналогично (v3–v2)/r5 = v2/R4… b
Зная v1 = v2... c виртуальным коротким.
Если R2=R6 и R4=R5, V3-V4=Vi по формуле abc

Приведенная выше формула показывает, что если напряжение на R7 равно входному напряжению Vi, ток I через R7 = VI/R7, а если нагрузка Rl < < 100 кОм, ток через RL и R7 в основном одинаков.

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена из «Гу Тайвэй». Эта статья отражает только личные взгляды автора и не отражает точку зрения Сакко Вэй и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.

Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.